Изменение климата оказалось выгодным для насекомых-вредителей
К такому выводу пришли ученые, проанализировав отклик популяций распространенных видов сельскохозяйственных вредителей на рост температуры. Результаты исследования опубликованы в Frontiers in Ecology and the Environment.
Люди по всему миру теряют 18 процентов годового урожая из-за вредителей сельского хозяйства, большая часть которых — насекомые. Многие насекомые-вредители завозятся человеком на новые континенты, становясь интродуцентами и причиняя катастрофический ущерб природным и аграрным экосистемам. На борьбу с последствиями таких действий люди ежегодно тратят миллиарды долларов, но ни пестициды, ни биологические методы борьбы пока не привели фермеров к окончательной победе.
Климатические изменения провоцируют рост температур, способствуя расширению ареалов насекомых-вредителей и учащению вспышек численности. Однако их глобальный ответ на климатические изменения предсказать очень сложно: в высоких широтах потепление улучшает жизненные условия, а в приэкваториальных может оказаться серьезным стрессом. Существующие на данный момент исследования не делают общих прогнозов, каждое из них рассматривает отдельные виды вредителей по одному-двум параметрам их отклика на изменения климата.
Ученые во главе с Филиппом Леманном (Philipp Lehmann) из Стокгольмского университета исследовали комплексное влияние климатических изменений на насекомых-вредителей. Для этого они выбрали 31 биологический вид широко распространенных вредителей, используя данные Международного центра сельского хозяйства и биологических наук.
Ученые провели метаанализ по 105 научным публикациям, посвященным вредителям сельского и лесного хозяйства, фиксируя отклик насекомых на климатические изменения по четырем ключевым параметрам: колонизация (освоение новых территорий), продолжительность жизни, популяционная динамика, трофические связи (их прочность и разнообразие). В качестве климатического фактора специалисты рассматривали изменение среднегодовой температуры
Отклики насекомых на изменение климата, по оси ординат — процент вредителей. Синий цвет — положительный ответ, голубой цвет — отрицательный. a — число параметров, по которым уже наблюдается реакция на потепление (у 70% вредителей такая реакция отмечена по двум параметрам), b — усредненный глобальный ответ вредителей на потепление; c — отклик в течение года по ключевым параметрам (RC — колонизация, LH — продолжительность жизни, PD — популяционная динакимка, TI — трофические связи); d — многолетний отклик по тем же параметрам.
Из 31 изученного вида на текущий момент лишь два не демонстрируют отклика на климатические изменения по ключевым параметрам. 13 вредителей дали положительный отклик — ущерб от их деятельности будет возрастать. Реакция остальных 16 видов является смешанной: они могут демонстрировать как положительные, так и отрицательные отклики в зависимости от географической широты и трофически связанных с ними видов. Важным моментом является быстрая эволюция насекомых: к примеру, потепление в Европе спровоцировало расхождение между созреванием почек у дубов (Quercus spp) и развитием гусениц Зимней пяденицы (Operophtera brumata). Это привело к временному снижению популяции, но через несколько лет они приспособились к более раннему началу вегетации.
Авторы исследования провели линейный регрессионный анализ, чтобы спрогнозировать отклик вредителей в будущем. Они рассматривали ответную реакцию насекомых на меняющееся соотношение реальной и оптимальной температур для их существования в зависимости от географической широты. Анализ охватил четыре периода времени: исторический (за всю историю наблюдений), текущий, ближайшее будущее и долгосрочную перспективу.
a — уровень благополучия насекомых в зависимости от температуры, где Tamb — нынешняя температура воздуха, Topt — оптимальная для развития температуры; b — отношение текущей температуры к оптимальной показано относительно географической широты. В анализ включены четыре временных периода: исторический (синие треугольники и сплошная линия), настоящее время (толстая пунктирная линия), ближайшее будущее (тонкая пунктирная линия) и будущее (красные круги и точечная пунктирная линия).
Все регрессии были статистически значимыми (исторический период: p<0,001; настоящее время: p=0,001; ближайшее будущее: p=0,007; отдаленное будущее: p=0,011) и показали, что для большей части видов насекомых-вредителей изменения климата приблизят к оптимальным для них условиям обитания, а это означает повышение экологического и экономического ущерба в будущем.